تهویه غیر فعال توسط ماده PCM، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

روش های استفاده شده

این پروژه به صورت وابسته به زمان (گذرا، ناپایا، Transient) انجام شده است. همچنین از حلگر مبتنی بر فشار (Pressure-based Solver) استفاده کرده ایم.  در این پروژه باید فرآیند تغییر فاز بین جامد و مایع را تعریف کنیم. مکانیسم عملکرد مواد تغییر فاز مبتنی بر تغییرات فاز مداوم است. سپس از مدل انجماد و ذوب (Solidification and Melting) استفاده می کنیم. وقتی از این مدل استفاده می کنیم، باید سه پارامتر را برای PCM خود تعیین کنیم. حداکثر دمایی که فاز جامد در آن غالب است معادل دمای جامد است. حداقل دمایی که در آن فاز مایع غالب است، معادل دمای مایع است. پارامتر دیگر معادل حرارت ذوب حلال خالص است.

همانطور که گفتیم انتقال حرارت جابجایی طبیعی نیز در این مشکل اتفاق می افتد. همرفت طبیعی بر اساس اثر شناوری ایجاد می شود. این بدان معناست که تغییرات دما باعث تغییر در چگالی می شود. بنابراین، برای اعمال اثر شناوری، چگالی هوا را ثابت در نظر نمی گیریم. پس از گزینه گاز ایده آل تراکم ناپذیر برای تغییر چگالی هوا استفاده می کنیم. رابطه بین چگالی، فشار و دما بر اساس قانون گاز ایده آل در مدل گاز ایده آل تراکم ناپذیر استفاده می شود. توجه داشته باشید که چگالی به فشار عملیاتی بستگی دارد و مستقل از فشار نسبی محلی است. بنابراین با فرض فشار ثابت، چگالی تابعی از دما می شود.

نتایج شبیه سازی تهویه غیر فعال توسط مادهPCM

پس از شبیه سازی، نمودار میانگین دمای داخل اتاق را در طول زمان به دست آوردیم. این نمودار دو حالت (با PCM و بدون PCM) را با هم مقایسه می کند. همچنین، کانتورهای دما و بردارهای سرعت دوبعدی و سه بعدی را به دست آوردیم. ما می خواهیم تأثیر استفاده از PCM در تهویه غیرفعال را تجزیه و تحلیل کنیم. نتایج نشان می دهد که در شبیه سازی اول دما در طول زمان افزایش می یابد. شار حرارتی دیوار و انتقال حرارت در داخل اتاق منجر به افزایش دما می شود. در همین حال، دما با حداقل شیب در شبیه‌سازی دوم افزایش می‌یابد. اگرچه شار حرارتی اعمال می شود، اما وجود لایه PCM بین شار حرارتی و فضای اتاق موثر است. بنابراین این مواد تغییر فاز، گرما را به صورت گرمای نهان دریافت می کنند. در نتیجه حرارت کم به داخل اتاق نفوذ می کند.